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1998年  第22卷  第2期

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论大气环流的季节划分和季节突变 II. 个别年份的分析
张邦林, 曾庆存
1998, 22(2): 129-136. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.01
摘要:
根据本文第一部分提出的概念、理论和方法,利用ECMWF客观分析的几个特定等压面上的位势高度场和东西风场资料,计算和分析了个别年份(1981年)北半球大气环流的季节变化,尤其是对亚洲西太平洋地区季节突变进行了详细的研究。(1)首先给出了1981年大气环流各季的一些基本特征。减去年平均后,发现冬季和夏季环流型相反,而春、秋季环流型则与冬季环流型几乎正交。(2)计算了各候平均场偏差和典型的冬季偏差场F'w的相似性系数Rw(t),分析它们的特征并加以比较,结果是半球尺度的大气环流过渡季节(春、秋)虽然短些,但突变性不很明显。(3)为了研究与行星尺度相联系的南北向季节推移,本文给出了纬圈平均偏差场的Rw(t)分布,发现在大多数纬度中,对流层大气环流的季节变化都有突变性,纬度越低,春季来临越早,秋季来临越迟。(4)为了研究大气中行星波,东西向环流结构的季节变化及调整,本文给出了按经圈平均偏差场的Rw(t)分布,发现在低空和对流层高层及平流层低层季风区内季节突变十分显著,鲜明地反映了季风环流和季节变化的关系。(5)最后,本文计算了北半球各个20o×10o经纬距分区域中的Rw(t)分布,发现在许多分区域中,季节突变都很明显,尤其是在亚洲和西太平洋季风区里,但突变的早晚随高度和区域而变,即有时空四维结构。总之,本文第一部分所提出的参数Rw(t)及其他一些概念和方法确能很好地描述大气环流的季节变化及其突变性。
北半球海-冰-气系统的10年振荡及其振源初探
高登义, 武炳义
1998, 22(2): 137-144. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.02
摘要:
采用最大熵谱方法分析了1953~1990年间冬季喀拉海、巴伦支海海冰面积指数、西伯利亚高压强度指数、东亚冬季风强度指数的变化周期,并把冬季喀拉海、巴伦支海海冰面积变化与春夏各季节副热带高压的特征量指数(包括面积指数、强度指数)变化进行了比较。研究发现在海冰-大气气候系统中,明显存在10年尺度周期性变化;冬季喀拉海、巴伦支海海冰面积变化与西伯利亚高压强度指数、东亚冬季风强度指数均呈现相反的变化趋势,海冰偏多(少)则西伯利亚高压偏弱(强)、东亚冬季风也偏弱(强);冬季海冰面积变化与春夏各季节副热带高压的范围、强度均呈现相同的变化趋势,并且海冰变化要超前0~1年;复经验正交分析表明大气10年尺度周期性变化的振荡源分布均与某一海区(洋区)有关,大气10年尺度变化是对海洋(海冰)变化的响应。
非保守系统中的对称不稳定 I. 弱粘性的强迫作用
丁一汇, 沈新勇
1998, 22(2): 145-155. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.03
摘要:
对非保守系统中的对称不稳定问题进行了深入的研究,第一部分讨论弱粘性的强迫作用。研究结果表明,在取一级近似时,弱粘性的首要作用是衰减波长较长的波,对波长较短扰动的衰减作用要小一些。在Pr~O(1)的条件下,波动的衰减率σ1对Prandtl数的依赖性较小。在取二级近似时,弱粘性的主要作用则是衰减短波。因此,在中尺度对称不稳定中,粘性的作用主要是衰减长波及短波,从而确保发展的扰动具有中尺度量级。
台湾岛地形诱生次级环流系统对热带气旋异常运动的影响机制
孟智勇, 徐祥德, 陈联寿
1998, 22(2): 156-168. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.04
摘要:
对经过中国台湾岛和海南岛、吕宋岛、日本诸岛以及朝鲜半岛的热带气旋在过岛前后的运动、结构和强度的时空变化进行了统计诊断分析。研究结果表明,台湾岛附近热带气旋运动左偏(定义为偏于以前路径的左侧)机率最大,且台湾岛周围是产生诱生低压的高频区。采用理想东、西风环境场作为数值模拟背景场,数值研究了岛屿地形强迫与台湾附近的环境流场的相互作用及其对热带气旋运动偏转的影响,提出了岛屿地形强迫、背景场和热带气旋涡旋三者相互作用对热带气旋路径突然转折影响的观点,即台湾地形有利于环境场中诱生出一对偏差偶极涡,这对诱生偏差偶极涡将导致逼近岛屿的热带气旋产生运动方向的突然偏折,且在不同基本气流条件下,岛屿地形对热带气旋运动可能产生显著不同的影响。
地形强迫在高纬地区30~60天低频振荡中的作用
严邦良
1998, 22(2): 169-177. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.05
摘要:
利用30~60天带通滤波器对高纬地区500 hPa_1~2波的振幅及位相角进行滤波。发现30~60天低频振荡沿纬圈方向的传播是围绕一个平衡位置的振荡,其振荡范围在100o之内,而在不同振荡周期之间表现出不同的特点。它们分别是:(1)振荡型,即波向西或向东传播速度大致相等;(2)向西传播较慢而向东传播较快型;(3)向东传播较快而向西传播较慢型。还利用以地形为强迫的二层斜压模式对产生低频振荡机理进行了分析和数值研究,结果表明,在一定的选定参数之下,地形强迫可使模式大气产生30~60天的低频振荡,且具有3种振荡类型,其图像与观测结果的图像有较好的一致性,产生这种振荡的机制是地形强迫波在某些位相是发展的,而在另一些位相则是衰减的。而波的传播速度与振幅的大小有关。当波振幅较小时,地形强迫作用会迫使波的位相回到被激发时的位相,从而形成周期振荡。
不同地形下辐射收支各分量的差异与变化
傅抱璞
1998, 22(2): 178-190. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.06
摘要:
给出了确定山区辐射收支各分量的方法,并根据计算结果分析了在不同纬度和季节各种地形下辐射收支各分量的差异及其随坡地倾角或谷地周围地形遮蔽角的变化规律。
多重网格法在加速自适应网格生成中的应用
刘卓, 曾庆存, 张林波
1998, 22(2): 191-198. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.07
摘要:
多重网格法是70年代以来发展起来的用于加速迭代收敛的一种行之有效的方法,它通过采用不同疏密的网格距来“消除”不同频率范围内的误差分量的办法,加速了迭代的收敛速度,具有收敛速度快, 收敛精度高以及节省CPU时间等特点。将其用于台风路径预报的自适应网格的生成,试验表明,多重网格法比单重网格可提高效率达20多倍。
登陆北上台风暴雨突发性增强的一种机制研究
黎清才, 王成恕, 曹钢锋
1998, 22(2): 199-206. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.08
摘要:
采用一个三维混合模式对1992年8月30日至9月2日一次登陆北上台风暴雨过程进行了模拟。模式可以较准确地预报出与地面倒槽相一致的地面降水位置及降水量值。模拟的台风云系结构与卫星云图比较表明,外围云场与实例云况吻合很好,验证了本模式模拟卫星云图的能力,对卫星云图预报有实际意义;暴雨突然增幅的直接原因是高层冰云与低层供水云的突然北移重叠造成的。受地面倒槽附近强烈辐合抬升的动力作用,各相态云系的分布与垂直运动紧密相关;辐合线右侧的东南低空急流为降水的增幅及维持提供水汽来源;云的相变潜热非绝热加热作用对暴雨的增幅及维持具有正反馈作用,它对暴雨维持具有积极贡献。
一类非线性海气耦合波的研究
蒋国荣, 张铭
1998, 22(2): 207-216. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.09
摘要:
建立了一类非线性海气耦合波的模式,并用该模式作了解析研究,讨论了该类海气耦合波的存在条件,发现当海气耦合较强时分别存在以海洋为主导方面及以大气为主导方面的两支海气耦合波,而耦合较弱时则仅有前者存在。还求得了该模式中该类海气耦合波的椭圆余弦波解及孤立波解,并对以海洋为主导的海气耦合波的性质作了讨论,认为海气相互作用耦合也是产生大气季节内振荡的机制之一。
1951~1990年中国极端气温变化分析
任福民, 翟盘茂
1998, 22(2): 217-227. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.10
摘要:
利用中国1951~1990年极端温度资料,在消除台站迁移和城市热岛效应的影响,并经过资料质量控制的基础上,对我国极端温度的变率和变化趋势的区域分布以及季节变化特征进行了分析研究。结果发现,近40年中国季极端最低温度的变率以春、秋两季为最大,大变率区域主要集中在北方;夏季是极端最低温度变率最小的季节。我国季极端温度的变化趋势存在较大的季节性差异;极端最低温度 在冬、秋季增温趋势分别具有99%、97%的显著水平;极端最高温度只有在秋季,其降温趋势具有90%的显著水平。极端温度的变化趋势还存在明显的地域性差异;东北、华北北部、内蒙古中东部和川藏交界等地极端最低温度在各季表现出明显的增温趋势;长江流域地区极端最高温度在秋、冬季具有较为明显的降温趋势,黄河下游地区则在春、夏季表现出降温趋势。
广州地区1994年6月洪涝期间降水的物理化学特征
吴兑, 邓雪娇, 黄浩辉
1998, 22(2): 228-234. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.11
摘要:
受9403号强热带风暴登陆和锋面暴雨的影响,致使珠江下游出现百年一遇特大洪涝灾害,本文在此期间分析了在从化气象站密集观测的雨水成分与雨滴谱资料,结果表明:(1)雨滴谱型以多峰谱为主,极少出现无峰谱;(2) 雨水的pH值均比较低;(3)在雨水离子中以SO2-4和NH+4的浓度最高,雨水中被富集的主要是NO-3;(4)气溶胶水溶性离子成分中,SO2-4和Ca2+的浓度最高。
湍流动能闭合方法在中尺度模式中的应用
唐有华, 苗曼倩
1998, 22(2): 235-242. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.12
摘要:
湍流动能闭合方法是近年来发展起来的用以模拟大气边界层的一种方法,本文对其做了简化,仅在边界层内使用这一方法,进一步减少计算量,使之更适用于中尺度数值模拟。对一维旺加拉(Wangara)资料进行的试验表明,这种方法保留了边界层计算的精度,又能节省机时。然后将这种方法应用于三维中尺度钟形山地形的模拟,描述了湍流动能的分布,以及湍流活动对山后回流区面积和强度的影响。
二维地形的地形阻力
桑建国, 刘辉志, 洪钟祥
1998, 22(2): 243-246. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.13
摘要(2905) PDF (90KB)(2645)
摘要:
讨论了在上部稳定层覆盖的不稳定大气边界层中,二维地形扰动所引起的上层波动以及扰动速度的动量通量输送,表明在大气低层层结不稳定时,波动仍可能在大气动量平衡中起明显作用。
森林排放非甲烷碳氢化合物的初步研究
白建辉, 王明星, JohnGraham, RonaldG.Prinn, 黄忠良
1998, 22(2): 247-251. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.14
摘要:
1995年6月至1996年4月,在广东肇庆鼎湖山自然保护区每两周采样一次,利用0.8 L不锈钢采样钢瓶采样和气相色谱法分析、研究森林排放的非甲烷碳氢化合物的浓度。结果表明,森林排放的异戊二烯有明显的季节变化,其浓度与温度有明显的正相关关系。
深凹露天矿内复环流和高湍能区的三维细网格非静力模拟
王卫国, 蒋维楣
1998, 22(2): 252-256. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.02.15
摘要:
建立了一个准定常的三维非静力能量闭合的PBL模式模拟了深凹露天矿内复环流和高湍能区。针对露天矿具有范围小、地形复杂的特点,放弃了静力近似的假定,且采用了在复杂地形下应用较好的能量闭合方案,采用细网格系统对一个水平只有2 km×2 km的实际矿区进行了模拟,并将结果与同样条件下的风洞试验结果进行了比较。结果表明,矿坑的开口宽度与深度比和来流的性质对坑内气流和湍流情况有了较大影响。